Study and application of synthetic diamond

目 录
第一部分人造金刚石单晶
1.1“生长空间”理论在金刚石单晶生产中对提高颗粒度的影响
1.1.1降低组装石墨棒压力试验
1.1.2碳片焙烧试验
1.1.3试验条件及结果
1.1.4结论及问题讨论
1.2在6×600t铰式液压机上增大合成腔体的研究
1.2.1组装件的改进
1.2.2组装块技术数据及合成工艺
1.2.3工艺改进后的效果及一些问题的讨论
1.2.4存在问题
1.3再论增大合成腔体的若干问题及其在单晶生产中的应用
1.3.1增大合成腔体的若干问题
1.3.2扩大腔体后可以考虑推广的几种方案
1.4在6×600（6×800）t铰式液压机上φ18（20）mm
腔体的发展
1.4.1φ18（20）mm腔体工艺发展及试验
1.4.2结论
1.5.1试生产的基本条件
1.5φ23mm腔体新工艺试验报告及其特点分析
1.5.2合成试验的结果
1.5.3试验数据特点分析
1.5.4实现新工艺应注意的几个问题
1.5.5新工艺的主要特点
1.5.6精细度的调整
1.6方腔体的研究及讨论
1.6.1引言
1.6.2关于合成腔的压力分布问题
1.6.3方腔体在方容器内更具合理性
1.6.6方形触媒片和碳片的制备
1.6.4关于叶蜡石方孔成型问题
1.6.5关于堵头的考虑
1.6.7在15（16）mm的方腔体中进行初步合成
对比试验及新近验证
1.6.8方腔体有关问题的讨论
1.7表面理论对高压下人造金刚石成核影响因素的探
讨
1.7.1表面始态覆盖度与表面中间态覆盖度对
成核的影响
1.7.2合金表面的均相性与局部表面（微区表面）的非均相性及非均相成核
1.7.3金刚石亚稳态（金刚石—石墨平衡线下）的成核
1.8钻探用粗粒优质单晶人造金刚石合成的几个问题
1.8.1金刚石局部生长问题
1.8.2优质金刚石生长区间问题
1.8.3金刚石合成的原材料——叶蜡石、触媒、
碳素问题
1.8.4组装工艺
1.8.5操作工艺
1.9采用8号触媒进行粗颗粒、高品级人造金刚石合成
工艺的研制
1.9.2研制概况
1.9.1粗颗粒高品级合成工艺的指导思想
1.9.3工艺及试验结果
1.9.4研制结果
1.9.5新工艺的经济效益
1.9.6讨论
1.9.7存在问题
1.10钻头级单晶金刚石的某些特性和合成及其前后
处理新工艺
1.10.1钻头级人造金刚石的基本要求
1.10.2前处理工艺
1.10.3合成工艺
1.10.4后处理工艺
1.11在6×600t铰式液压机上实现40/50、300N左右
金刚石单晶的试验报告
1.12薄膜型触媒合成金刚石的工艺研究
1.12.1基本构思
1.12.2试验条件
1.12.3试验结果
1.12.4问题的分析与讨论
1.13超薄型鳞片状触媒合成细一超细颗粒金刚石工艺
的试验研究
1.13.1构思设想及预测
1.13.2鳞片状触媒的制备与物理分析
1.13.3组装
1.13.4合成工艺及合成结果
1.13.5结论与特点
1.14大颗粒人造金刚石的光学性质研究分析
1.14.1实验方法与条件
1.14.2观察与试验结果
1.14.3几点结论
1.15人造金刚石晶体形态的异形生长
1.15.1长柱状人造金刚石的发现
1.15.2异形金刚石生长的研究
1.15.3对金刚石异形生长的解释
1.15.4结论与分析
1.16金刚石的后机械加工是提高利用率的重要途径
1.16.1后机械加工产品的分类
1.16.2主要参数选择
1.16.3最佳工艺的选择
1.16.4生产中的应用
1.16.5结论
1.17.1引言
1.17.2逆转化机理基础
1.17金刚石和立方氮化硼的逆转化机理与应用
1.17.3过渡族元素或合金对金刚石的逆转化机
理
1.17.4碱金属或碱土金属或合金对立方氮化硼
的逆转化机理
1.17.5金刚石和立方氮化硼其它阶段的逆转化
1.1 7.6立方氮化硼工具的磨损类型与机理
1.17.7结束语
1.18当前人造金刚石薄膜的新进展
1.18.1国际薄膜技术动态
1.18.2 CVD的几种主要方法及国内外工作对比
1.18.3热解法金刚石薄膜的基本形貌
1.18.4目前金刚石薄膜的其它表征形式
1.18.5影响金刚石薄膜生长和应用的主要因素
1.18.6几点评述
第二部分人造金刚石烧结体和复合体
2.1爆炸金刚石微粉静压烧结体试验研究
2.1.1烧结体合成工艺
2.1.2烧结体的性能
2.1.3结论
2.2镍－硅金刚石烧结体多粒合成工艺的研究
2.2.1烧结体的多粒组装和排列
2.2.2合成腔体的压力—温度问题
2.2.3强化处理与粒浮处理
2.3论烧结体单腔多粒烧结的若干问题
2.3.1烧结体多粒烧结排列的原则
2.3.2烧结体多粒排列的类型
2.3.3烧结体多粒生产工艺值得注意的几个问题
2.3.4烧结体的高温力学问题
2.4原料细化与人造金刚石三角形烧结体磨耗比关系
的研究
2.4.1前言
2.4.2试验条件与做法
2.4.3试验结果及讨论
2.4.4结论
2.5关于人造金刚石烧结体性能的测定问题
2.5.1试验与效果
2.5.2试验结果的规律性
2.5.3不同机制对烧结体性能的影响
2.5.4结论
2.6介绍前苏联ACIIK型多晶金刚石的合成工艺与耐
磨性的研究
2.6.1合成的基本情况
2.6.2关于多晶体性能的测定
2.6.3有关问题讨论和结论
2.7谈谈日本新型复合体及复合体钻头
2.7.1该项工作的核心内容
2.7.2新型复合体的特点
2.7.3几点体会
2.7.4应用实例
2.8金刚石柱齿复合体及其钻具的实验研究
2.8.1问题的提出
2.8.2金刚石柱齿复合体的研制
2.8.3实验室条件下的性能测试
2.8.5结论
2.8.4金刚石柱齿复合体钎头生产试验
第三部分人造金刚石钻头与钻探
3.1在矿山地质勘探中应广泛推广人造金刚石钻探新
技术
3.1.1我国冶金矿山地质应用人造金刚石钻探技
术的发展
3.1.2矿山地质人造金刚石钻探技术的应用
3.1.3在矿山地质中开展人造金刚石钻探技术的
几个结论
3.2.1设计原则与φ65mm的钻头设计
3.2球齿形冲击钻头的设计、制造和选用
3.2.2该类钻头的适应性及硬质合金的选择
3.2.3推荐使用的球齿形钻头的硬质合金
3.2.4 目前国内的直径系列和适用范围
.3.2.5讨论和结论
3.3全断面金刚石钻灌钻头的设计和应用
3.3.1全断面金刚石钻灌钻头的技术要求
3.3.2钻头制作的几项具体技术要求
3.3.3设计指导思想
3.3.4问题及应注意的技术要求
3.4.1制作方法的选择
3.4锥形电镀测定地压钻头的研制与应用
3.4.2电镀锥形测压钻头制作的主要参数
3.4.3具体的使用
3.5煤田地质勘探金刚石钻头磨料的研究与钻头选用
3.5.1超硬材料（磨料）的选用
3.5.2适用煤田地质勘探钻头的选用
3.5.3正确选用扩孔器（导正器）
3.6扩孔钻头和导向器
3.6.1常用扩孔钻头与导向器
3.6.3钻磨式导向扩孔钻头
3.6.2喷射式导向扩孔钻头
3.6.4几点建议
3.7优质、多品种、系列化生产人造金刚石钻头
3.7.1优质、多品种、系列化生产人造金刚石
钻头
3.7.2选用品级较高的人造金刚石制造钻头
3.7.3加强技术服务，按岩石多种特性设计钻头
3.7.4采用先进的粉末冶金技术
3.7.5在钻头制作工艺上采用多种方法
3.7.6坚持严格的产品检验制度
3.8.1超硬材料发展的评述
3.8试述金刚石钻头发展新趋势
3.8.2钻头制作方法的评述及发展
3.8.3钻头孔径上的变化趋势和评述
3.8.4钻头品种的发展和评述
3.9国内外特种钻探磨料的选用及钻头研究
3.9.1探工与矿产业和其它特种钻探领域
3.9.2探工领域中磨料系列与选用
3.9.3优质、多品种、系列化生产金刚石特种
钻头
3.10.1金刚石孕镶钻头胎体的结构及结合
粘结强度问题的探讨
3.10提高热压法烧结孕镶钻头中金刚石与胎体金属
3.10.2胎体金属粉末的选择
3.10.3烧结工艺的影响
3.10.4结束语
3.11高时效金刚石绳索取心钻进的实践与认识
3.11.1提高时效与钻头寿命的关系
3.11.2提高时效与经济效益的关系
3.11.3几点结论
果
3.12.1烧结体钻头的碎岩机理
3.12犁头式烧结体金刚石钻头在中硬岩层中的使用效
3.12.2烧结体钻头的几项具体排布工艺
3.12.3犁头式烧结体金刚石钻头的现场效果
3.12.4结论
3.13人造金刚石底喷式钻头在硬、脆、碎岩矿层中的
试验报告
3.13.1试验地层
3.13.2钻头、钻具结构
3.13.3钻进工艺参数
3.13.4使用效果
3.13.5结论
3.14严把质量关提高钻头寿命
3.14.1第一PDCA循环——解决钻头质量不稳定
问题
3.14.2第二PDCA循环——解决钻头胎体硬度均
一化问题
3.14.3高寿命钻头的统计数据
3.15结合实际合理设计钻孔结构
3.15.1矿区简况和小口径钻探一度失利
3.15.2进行多级钻孔设计、大胆采用φ75mm
钻头取得明显效果
3.15.3几点结论
3.16 200～300N高强度合成金刚石及其在钻探中的
应用
3.16.1 200～300N级高强金刚石的合成
3.16.2特高强金刚石在岩心钻探中的应用效果
3.16.3大钻压高效钻进的结论
第四部分人造金刚石有关的其它技术问题
4.1 6×1000t～6×1500t铰链式液压机是我国当前的
重要发展机型
4.1.1国外发展机型的现状分析
液压机
4.1.2我国应发展6×1000t～6×1500t铰链式
4.1.3关于大顶锤问题
4.2值得在我国推广的新型液压机——大型凹砧式
两面顶液压机
4.2.1凹砧式液压机的基本情况
4.2.2我国具有极好的吸收、消化、推广的条件
及其特点综合评述
4.3 NiMnCo触媒在我国金刚石工业中研制和推广的
意义
4.3.1 关于金刚石合成机理的探讨在触媒元素
选择中的作用
4.3.2 NiMnCo触媒在大量的试验基础上产生
4.3.3坚定信心地把NiMnCo触媒推向金刚石界
4.3.4结论
4.4 2#和2#含B新触媒的试验报告
4.4.1材料的制备
4.4.2初步试验结果
4.4.3 2#新触媒的主要特点
4.4.4结束语
4.5金刚石专用T641型石墨片的研制及使用
4.5.1问题的提出
4.5.2主要技术参数的思路及建议
4.5.3关于高强度、粗颗粒、优质金刚石专用
石墨片的主要技术要求
4.5.41641石墨片的特点
4.5.5确定的石墨片主要参数
4.5.6我单位实际使用效果
4.6人造金刚石合成中的顶锤碎裂与防范
4.6.1关于顶锤质量评述问题
4.6.2顶锤原始材质和质量问题
4.6.3磨加工的技术问题
4.6.4顶锤的正确使用
4.6.5装配顶锤应注意的几个问题
4.6.6爆炸后对顶锤应注意的事项
4.7推广扩大腔体工艺中节约顶锤及有关问题的探讨
4.7.1扩大腔体顶锤尺寸的设计思路
4.7.2注意导电缸绝缘问题
4.7.3进行叶蜡石的合理保存、焙烧措施
4.7.4电加热线路上的若干问题
4.7.5关于水冷却问题
4.7.6关于顶锤的密包问题
4.7.7充分利用合成腔体的有效体积——使用方
腔体
4.8.1钢质顶锤研究意义
4.8关于钢质顶锤试验的一篇报告
4.8.2我们在钢质顶锤上的工作
4.8.3结论与建议
4.9人造金刚石电解泥分级、重－浮联选提纯的探讨
4.9.1前言
4.9.2人造金刚石电解泥性质的考查
4.9.3分选方案确定的论述
4.9.4分选流程和技术条件
4.9.5结论
4.10.1 70年代的电解工艺及随后的改进
的有关问题探讨
4.10无成本的人造金刚石提纯新工艺——电解工艺
4.10.2最近采用的新工艺
4.10.3有关问题的讨论和结论
4.11金刚石表面金属化与提高金刚石工具的寿命问
题
4.11.1历史状况与方法
4.11.2关于前苏联Cu-Ni镀层的一些研究情况
4.11.3我们对此问题的基本看法
4.11.4结论
4.12.1 金刚石电镀技术要建立的一些重要概念
4.12电镀技术与电镀扩孔器的改进和效果
4.12.2电镀金刚石扩孔器工艺的改进
4.12.3改进后扩孔器使用结果
4.13金刚石锯片的新型刀头
4.13.1新型锯片刀头的特点
4.13.2有关金刚石新型“锯片刀头”专利的说明
4.14热压人造金刚石磨头的研制
4.14.1方法选择
4.14.2试验条件
4.14.3热压工艺参数的确定
4.14.4结论
4.15试论我国石材和金刚石行业的相互促进、共同发
展
4.15.1关于石材开发利用问题
4.15.2 优质石材的地质勘探工作应提到重要的
议事日程
4.15.3关于石材的开采与加工
4.15.4当前我国金刚石工业的基本状况
4.16用数控磨耗比测定仪测定人造金刚石复合体、
烧结体的磨耗比
4.16.1前言
4.16.2问题的提出
4.16.3 数控磨耗比测定仪的优点和控制调节原
则
4.16.4结论
重要附录
附录一超硬材料产品水平的评价与分析研究报告
附录二国家重点超硬材料及其新产品开发指南
附录三φ26mm腔体金刚石合成工艺
附录四 人造金刚石单晶钻头色谱及部分优质多品种
钻头和扩孔器
主要参考文献